Сжатие Земли

Земля не сжимается на полюсах, она расширяется на экваторе

Сжатие Земли

Рис. 1

Земля не шар, она имеет форму эллипсоида вращения, сплюснутого у полюсов. Для оценки сжатия Земли человечеству потребовалось немало усилий. А началось все это из-за расхождения хода часов. Француз Жан Рише в 1672 году заметил, что его маятниковые часы, точно показывающие время в Париже, вдруг стали отставать на 2,5 минуты в сутки близ экватора , в г. Кайенне (французская Гвиана).  Возникло подозрение, что почему-то полегчал груз, приводящий в движение механизм часов. Об этой истории стало известно Ньютону, который дал первую численную оценку величины сжатия Земли с учетом центробежной силы вращения.  По его данным разница между полярным и экваториальным радиусами должна составлять 1/230 долю от среднего радиуса. Эта оценка в течение почти столетия оставалась лучшей и наиболее обоснованной.

Экспериментально сжатие Земли было подтверждено после обработки данных геодезических измерений двух французских экспедиций в Перу и Лапландию в 1730 году.

К исследованию фигуры Земли приложилось много ученых: Клеро, Пуанкаре, Лаплас, Лежандр, Стокс, Вихерт, Дарвин, Маклорен, Якоби и др. Было создано научное направление – теории фигур равновесия небесных тел.

Быстрое уточнение фигуры Земли началось с момента запуска искусственных спутников Земли. Сейчас величина сжатия вычислена довольно точно и в действительности равна 1/298.25.

Отношение разности большой, экваториальной полуоси (а) земного эллипсоида и малой, полярной полуоси (b) к большой полуоси (т. е. дробь [a-b]/b) называется сжатием Земли. Иногда это соотношение называют сплюснутостью Земли.

Я не совсем согласен с признанным и устоявшимся в науке словосочетанием «Сжатие Земли», на мой взгляд, более адекватным было бы словосочетание: «Расширение Земли». Земля не сжимается на полюсах, она расширяется на экваторе. Почему?

Расширение Земли

Ньютон для определения сжатия Земли воспользовался моделью с двумя перпендикулярными сообщающимися скважинами (колодцами), пробуренными через центр Земли, одна по оси вращения, другая от экватора, и заполнил их водой. По логике, за счет центробежной силы, вода в данных скважинах должна установиться на разных уровнях - в экваториальном колодце уровень воды должен быть выше. В то время не было практических данных измерения. Сейчас эти данные есть, но они не согласуются с расчетными.

Приведу один из таких расчетов.

На тело массой m на поверхности Земли действует центробежная сила Fc и сила тяжести Fg.

Fc=mω2R

Fg=GmM/R2

M – масса Земли, R – ее радиус

При этом угловая скорость будет равна:

ω= 2π/86400 об/с (24 час=86400 с)

Найдем отношение Fc к Fg для шарообразной Земли:

Fc/Fg2R3/(GM)                                                                (1)

После подстановки значений и вычислений получим:

Fc/Fg=3,45·10-3

На экваторе любое тело должно весить примерно на 0,3% меньше, чем на полюсах. В действительности это различие не превышает 0.55% [1].

Можно воспользоваться другим способом вычисления, если прировнять вес каждого элементарного объема вещества на полюсе и на экваторе, при средней плотности земли (5,52?103 кг/м3). Иначе, для равновесия на любом расстоянии r от центра Земли будет справедливо соотношение:

mgp·r=mger-m·ω2r                                                               (2)

Зависимость ускорения свободного падения от радиуса в полярной и экваториальной скважинах одинакова:

gpr=ger=GM/r2

где М - масса, заключенная внутри радиуса r:

Mr=ρ4πr3/3

ρ – плотность вещества, заполняющего скважины.

Если все это подставить в уравнение равновесия (2), сократить на m и проинтегрировать по всему радиусу Земли (левую часть – от 0 до полярного радиуса Rp, правую – от 0 до экваториального радиуса Re), то в результате получится соотношение:

Rp=Re(1-3ω2/(4πρG))1/2                                                       (3)

Подставив в уравнение (3) среднюю плотность Земли 5.52 г/см3 и экваториальный радиус Re=6378140 м, получим Rp~6367140 м, то есть полярный радиус должен быть меньше экваториального примерно на 11 км (в действительности 21 км), а отношение:

f=(Re–Rp)/Re=1/580                                                            (4)

Величина f называется сжатием Земли, в действительности равна 1/298.257.

Вычисления дают практически 50-процентное рассогласование с реальными измерениями. Тогда как это объяснить?

Поскольку геофизики не обнаружили никакой дополнительной силы, то находят оправдание в том, что: «Расчет плохо согласуется с реальной формой земной поверхности, поскольку мы не учитывали зависимость плотности от радиуса, а также - отличия реального распределения масс в недрах Земли от сферически-симметричного» [1].

Статистически распределение массы в недрах Земли мало изменится, т.к. течение жидкой магмы за 4,5 млрд. лет уже давно уравновесило чашки весов.

Расширение Земли электромагнитными силами

 Расширение Земли

Рис. 2

На мой взгляд, такое расхождение в результатах не в отсутствии учета каких-то статистически не устоявшихся факторах, а в присутствии дополнительной силы.

По моему мнению, этой дополнительной силой является электромагнитная сила! Их даже две: 1) сила радиационного излучения самой Земли, 2) магнитная сила.

Расширение Земли краснофотонным излучением

Выше приведенные расчеты показывают, чтобы растянуть экваториальный радиус до разницы с полярным в 21 км, центробежной силы явно не хватает.

Как известно Земля не холодная планета и она имеет мощное излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн. Особенно сильное излучение в тропической зоне. Это красное (краснофотонное) излучение, я его кратко называю крафонным излучением. Здесь на экваторе максимальный нагрев поверхности, здесь максимальное расширение и оттяжка ее в сторону Солнца. По мере удаления на север или на юг (к полюсам), эта сила ослабевает. На полюсах излучение минимально. Если на полюсах была такая же температура, как и на экваторе, то мы бы наблюдали расчетное сжатие. Жаркий пояс Земли занимает около 40 % ее поверхности.

Но это не последняя сила, которая растягивает поверхность Земли.

Расширение Земли магнитными силами

Работая над магнитным полем Земли, я нашел еще одну составляющую, которая тоже вносит свою лепту в экваториальное расширение Земли и удлинение экваториального радиуса.

Еще одно дополнение в расширении Земли, и можно подвести баланс.

В статье «Магнитное поле земли» было показано, что магнитное поле формируется методом индукции от прохождения прерывистого тока в виде разрядов молний на границе между земной корой и ее мантией. Каждый разряд между обкладками «конденсатора» следует рассматривать как проводник с током, по которому течет электрический ток. Поскольку разряды идут в одном направлении, то возникает магнитное взаимодействие соседних проводников и их притяжение между собой [2].

Вот здесь возникает еще один интересный эффект. Поскольку проводники в земном тороиде имеют притяжение друг к другу, то возникают моменты сил, которые пытаются все параллельные проводники объединить (стянуть). Под действием этих сил магма постепенно стягивается к магнитному экватору, к главному руслу мантийной реки. (Рис. 2).

На данном рисунке в разрезе условно показаны проводники с током (4). Объединенное магнитное поле пытается сблизить данные проводники, создавая между ними давление на верхнюю мантию. Почему это происходит?

Немного теории. Из электротехники известно, что движение постоянного электрического тока по параллельным проводникам в одном направлении создает магнитное поле, которое притягивает проводники между собой, т.е. между проводниками возникает сила притяжения (рис. 3).

Сжатие Земли

Рис. 3

Закон Ампера для магнитного взаимодействия двух проводников с током I1 и I2 длиной dl:

Закон Ампера

 

                                                 (5)

 

Любое расхождение (отклонение) от параллельности несколько уменьшает взаимное магнитное стягивание.

В случае с Землей объединяются уже не два проводника, а несчетное количество. В этой статье я не буду касаться аномалий, поэтому в основной массе проводников электрический ток течет в западном направлении, отсюда земной тороид можно рассматривать как один монолитный проводник. Это является базовой составляющей возникновения общего объединенного магнитного поля вокруг Земли, распространяющегося на десятки километров вокруг нее.

Как было показано в статье: «Магнитные полюса Земли» [3], магнитный и географический экваторы пересекаются под острым углом 13,4о, что дает нам право утверждать, что расширение от магнитных сил притяжения касается всей географической экваториальной зоны.

Это является еще одной силой, которая, кроме центробежной силы и радиационной силы излучения, способствует растяжению экваториальной зоны, придавая Земле  дополнительную приплюснутость!

Как было отмечено выше, что существует не соответствие между расчетом и реальной сплюснутостью Земли. Полагаю, что добавление электромагнитной стягивающей силы в мантии должно установить полный баланс между расчетными данными и реальными размерами экваториального и полярного радиуса.

11 км растяжения приходится на центробежную силу, что в процентах составляет 52,4 %. На оставшуюся часть в 10 км растяжения приходится – 47,6 %.

У меня пока нет точных данных, сколько процентов приходится на каждую из двух оставшихся электромагнитных сил, но предположительно, радиационная часть излучения больше и должна оставлять около 70-80%.

В общем виде можно записать уравнение баланса растяжения радиуса Земли.

Re=Δr1+Δr2+Δr3

Где Re – экваториальный радиус Земли,

Δr1 – приращение радиуса от действия центробежной силы вращения,

Δr2 – приращение радиуса от растяжения крафонного излучения Земли и Солнца,

Δr3– приращение радиуса от магнитных сил, стягивающих мантию к экватору.

Из приведенных данных можно заключить, что максимальный диаметр Земли (большая ось) проходит между двумя экваторами: географическим экватором и магнитным экватором, но ближе к первому.

Вся мантия Земли охвачена медленными вихрями мощных течений. Магма перемещается не только в пограничном слое, но возникают течения и в глубинных слоях мантии. Здесь могут присутствовать конвективные течения вверх и вниз, пересекая генеральное восточное направление. Любое течение магмы сопровождается трением в самих слоях магмы или с твердой поверхностью коры. Трение, в свою очередь, сопровождается выделением теплоты, а теплота возникает от замыкания все тех же электрических зарядов [2]. В результате ионизации верхних слоев мантии, в ней возникают электрические заряды. Иначе в мантии постоянно течет электрический ток, который возбуждает магнитное поле Земли.

Поскольку возникают аномалии, то напряженность магнитного поля Земли не постоянна, вот поэтому геомагнитные полюса находятся в непрерывном движении. Отсюда и аномальные отклонения силы тяжести g от стандартного значения.

Экваториальное растяжение Земли (полюсное сжатие) происходит от действия трех составляющих сил: 1) центробежной силы вращения Fc 2) от растяжения краснофотонного излучения Земли и Солнца Fr 3) от электромагнитных сил Fe, стягивающих мантию к экватору.

В случае с Землей, электромагнитные силы (силы излучения Fr  и магнитные силы Fe) плюсуются с центробежными силами Fи создают общую силу (Fgf), создающую сжатие (растяжение) Земли.

Данные силы, судя по расчетным данным, примерно равны.

Fgf=Fc+(Fr+Fe)

Земля не сжимается на полюсах, она расширяется на экваторе!

 

Источники

 

1. Александрович Н., Основы астрономии, Земля, http://hea.iki.rssi.ru/~nik/astro/earth.htm

2. Ершов Г.Д., Магнитное поле Земли, http://gennady-ershov.ru/zemlya/magnitnoe-pole-zemli.html

3. Ершов Г.Д., Магнитные полюса Земли, http://gennady-ershov.ru/zemlya/magnitnye-polyusa-zemli.html

 

Назад  Вперед

4 комментария

  1. Фатьянов Александр:

    Ньютон ошибся…модели не нужны вместе с умственными опытами, центробежных сил нету при равномерном вращении, не имеется ускорения, оно имеется только при наборе оборотов, и направлено не от центра, а по касательной к окружности, равно как и скорость тела, сорвавшегося с окружности твердого тела..
    прибор есть, под названием рычаг и все что касается рычага, выполняется в любых условиях и зависит только от упругих свойств самого рычага да от его формы и оказываемого движению сопротивления. Один из рычагов—колесо(система рычагов), другой шар, разновидность—кошка с хвостом, которым она орудуя, умудряется сама на себя опору сделать и упасть на четыре лапы.
    в невесомости космоса можно себя крутить, вращая рукой. 3-й закон ньютона+правило рычага.
    есть еще разновидность—центрифуга—вот в ней можно разные вещества по плотности и инерционным(упругим) свойствам разделять хоть в невесомости. она тот самый натурный опыт, показывающий, как жидкость создает разрежение по оси вращения, и как разнородные жидкости сепарируются по плотности, то же и с газами, медленно очень, но все равно процесс идет с твердыми телами разнородными.
    /Собственно взвешивание(результат действия силы в статическом положении без ускорения) надо делать по касательной к окружности, а не по радиусу, где весы покажут явно меньший результат и за счет изгибания пружины(опять по касательной) и неравномерности, из-за вращения, ее упругих свойств.
    вот оно расхождение…

    вот результат использования порочной в принципе вращательной кинематики Гюйгенса.
    /Для шара первоначально жидкого(пусть сплошного и врядли однородного, типа земля, чем выше скорость по окружности(окружность обеспечена тяготением в том числе) тем скорее идет процесс сепарации и наиболее плотное выносится на экватор достаточно быстро( в невесомости очень быстро для малых тел), медленно при наличии достаточной силы тяжести которую организует количество и площадь вещества находящееся вне точки ее определения внутри шара.. короче сила тяжести уменьшается с глубиной погружения и она действует уже с той стороны, где относительно нее(точки определения) больше вещества с большей плотностью. на поверхности она компенсируется частично скоростью вращения, а в центральной области раздирает вещество тяготением во все стороны добавляя к вращающему моменту. потому внутри получается разреженная полость и невесомость. за счет разрежения туда поступают наиболее легкие компоненты поддерживая в балансе силу тяжести к внутренней поверхности и разрежение полость не факт круглая—типа веретено.
    за счет остывания раскаленного шара(сжатой сферы получившийся в процессе вращения) по закону архимеда плотное остывшее опускается и перемешивается с восходящими веществами к поверхности как за счет самой силы, так и за счет вращения), наиболее легкие образуют подобие атмосферы менее легкие плавают на поверхности и препятствуют выносу более плотных(твердая кора), после чего образуются ядра(у них свое тяготение), которые постепенно зреют(могут объединяться, вносить дестабилизацию во вращение и волей неволей в одночасье прорываются на поверхность(за счет увеличения скорости) превозмогая силу тяжести остального, чем плотнее тем быстрее, а и газ тоже быстро от закона архимеда—вот и происходит бульк(гантеля растет неравновесная) может и пузырем, а может и каплей. если пузырь—тот может отделившись лопнуть(кольца планеты), если капля то она превращается в спутник, сохраняя момент вращения—имеем большинство спутников планет—одной стороной к родителю и с той же тенденцией сепарации от вращения и прочими прибамбасами типа приливы и отливы лунные на земле, полость никуда не девается, зато образование ядер сводится к двум не более до нового спутника.
    катушка с током это провод с достаточной жесткостью, всех прелестей магнетизма в ней, что сила Ампера(для жесткого закрепления проводов) стремится каждый виток раздвинуть, а по длине сблизить витки…но это тогда шар имеем, и в случае взаимодействия множества токов, с создаваемым ими полем—тоже шар…но дело в том, что гибкий проводник винтом на магните заворачивается, а катушка выталкивается из другой при несовпадении токов, переворачивается и втягивается обратно до совпадения токов. Ни закону Ампера, ни дутому Лоренцу это действо не подчиняется… а с токами в земле(расплав) происходит интересная вещь при большом сопротивлении, они затухают и в тепло превращаются очень быстро и никакого динамо в принципе организовать не успевают, объединяться могут, но они при этом по любому по большим площадям идут, но на малые расстояния и по жизни ничего подобного типа динамо организовать кроме грелки да тряски ничего не могут, даже если там миллиарды вольт с амперами. все это приборно быстро бы на поверхности обнаружилось. /А магнитное поле практически постоянно, типа магнит постоянный, а он доменами(магниты полюсами одними в пачке) структура/!!!! ее тоже не наблюдается, а это означает, что поле земли проявление внешнего и земля просто посредник с нарушениями его теми токами и от трения и от излучения солнца.

  2. Gennady Ershov:

    «Ньютон ошибся…модели не нужны вместе с умственными опытами, центробежных сил нету при равномерном вращении»
    ———————————
    Я Вам не для того дал ссылку на данную статью, чтобы Вы мне рассказывали, как кошка хвостом крутит и встает на 4 лапы, или как работает центрифуга, а для того, что не получается баланса от центробежной силы, расширяющей Землю по экватору и реальным расширением. А Вы мне пытаетесь обрывочно читабельным текстом объяснить что Земля полая! Да не полая она и никто ее внутри не раздирает, т.к. гравитационные силы идут радиально к центру, где самая высокая температура и давление. А Вы мне снова про пузыри капли и бульки… Прочел про «бульки» в Вашей статье впечатляет.
    «луна отделилась от земли бульком»! Я поэтому и направил Вас на данную статью, что Луна не может «булькнуть», т.к. Земля от своего вращения набирает только 50% своей выпуклости на экваторе.

  3. Фатьянов Александр:

    «Француз Жак Рише в 1672 году заметил, что его маятниковые часы, точно показывающие время в Париже, вдруг стали отставать на 2,5 минуты в сутки в африканском городе Кайенне.»

    кстати, Кайенна не в Африке, а во Французской Гвиане(Экваториальная Южная Америка 4 градуса южнее экватора), других нету.

    Бездумное копирование, не иначе.

    «не получается баланса от центробежной силы, расширяющей Землю по экватору и реальным расширением.»

    мрак, одно слово….баланс у сил может быть…на то и балансирование, одно больше другого—это уже дисбаланс.

    центробежной силы нет….есть только гравитация(ей ньютон назвал центростремительную) и правило рычага. а гравитация только у математики точечная, если б она была точечной все элементы в земле бы по ранжиру и располагались, от самых плотных в центре до самых не. однако даже в коре этого нет…все взаимодействия по площади, а точка—абстракция, расчеты упрощает, пониманию физики не способствует.

    расширение по экватору с сужением на полюсах уже прошло, на первом этапе в жидком виде с образованием полости от вращения по простейшему принципу центрифуги и слоистости получающейся в процессе долгого вращения,
    вот это не могло не произойти.
    Это физика вращения разнородных жидкостей(газов) в замкнутом объеме. и гравитация тут не сдерживающий фактор, а фактор создающий колебания. скорость—мы тут сейчас ничем не ограничены, только временем.
    как только баланс притяжения плотных образований ушел в пользу экватора—земля сплющилась на полюсах, что происходит—уменьшение скорости вращения, и так много раз, туда сюда. все та же физика—аналог фигурист с вытянутыми руками.

    каждый раз даю примеры.

    в результате такого колебания скорости—слой сворачивается—любая турбулентность изменяет силу тяжести внутри локально—и тянет уже туда—вот и получаем подобие ядра, которое, возможно, не одно
    и они разного качества с разной силой притяжения(все зависит от плотности слоя), и все это вдобавок продолжает вращаться, да еще и скорость вращения периодически меняется, уже планетный шарик сильно не однородный. и ось вращения тоже качаться будет, за счет всяких несимметричностей.
    а за счет ядер и уже с другими периодами—модуляция частоты вращения…и соответственно форма пляшет туда сюда.

    в масштабах воздушного шарика с наполнителем и то это видно. Крутили такой в космосе, если б не резинка—порвало бы. вот так и ядро постепенно смещаясь в зону экватора вырывается на поверхность и улетает, простенько потому что у него уже скорость(не чета сегодняшней) + еще и планеты большие рядом(очень рядом, давно это было) вместе с солнцем(предыстрия та же)—перетягивают и отдаляют немного, но достаточно, чтоб обратно не упасть—там и баланс находится.

    это система…..

    если не получилось—имеем развал на части, что-то улетит—астероид или комета, что нет—назад плюхнется. а полость разрежения(с потугой на вакуум) внутри локального ядра—внутри земли, маленькая, но все равно будет за счет турбулентности…вращения хоть какого. а дальше бульк и не один с разными результатами, вода и любая жидкость так кипит и природа кавитации такая—завихрение и разряжение внутри и образование полости, в нее испарение и пошел бульк наверх или схлопнулся. тряхнул банку с пивом—и на тебе в лицо струя.
    следы этих бульков на луне(пока совсем не остыла) видать, и у других—как блин на сковородке, от метеоритов следы чирком, эллипсом, как от снарядов, идеально круглые только от булька(при твердой коре—круглый конус вулкана)..земля луну от прямых ударов закрывает как щитом, только поэтому на видимой стороне не должно быть круглых следов, только касательные чирком. а их то и нет(и на другой тоже)…и атмосферы нет, тормозить нечему,и отвесно ничего не падает, даже спутники и то на нее по касательной врезаются, а не в лоб, не говоря о том, что со стороны с другой скоростью.

    а сейчас уже луна отделилась—третий этап. все ваши расчеты не учитывают приливного двугорбого явления, оно приподнимает воду и твердь и катится эллипсоидом по плоскости орбиты луны—не совпадая с эллипсоидом от солнца, и с малыми эллипсоидами от проходящих других массивных планет на близком расстоянии это не сантиметры…потому что модель хреновая.(складываются все возмущения) в результате максимум 18 метров уровень в измеренных точках имеем только по воде.(от нормального среднего уровня океана) это уже с вашими да и остальными расчетами не катит…при равномерном вращении нет инерции, упоминаемой в литературе, есть первоначальное и постоянное отставание верхней точки лунного, основного, горба от положения луны и прямой линии в силу вязкости(упругости) материала и она разная даже у воды и земной коры).
    еще раз
    кора практически полностью землю покрывает, сверху вода, ее подъем от действия луны в самых крутых местах по приливам 18(если не ошибаюсь) метра от нормального среднего уровня океана.(по твердой поверхности хрен его знает) думается несколько метров, о каком дальнейшем и текущем реальном расширении речь? окружная скорость точки на уровне океана—462 (с бутылкой не путать)м в секунду. за счет приливов земля уже как раз на эти приливные метры с двух сторон колебательно вытянута по плоскости орбиты луны.
    с изменяемым положением оси вращения в плоскости эклиптики по отношению ко всем небесным телам. а следовательно все это динамика и форма земли постоянно меняется и не имеет ничего похожего на эллипсоид вращения даже в первом приближении. это было возможно только для первой появившейся от солнца родной планеты.

    Марс это уже прошел, два булька неправильной формы, слишком уж быстро остыли, но скорость вращения при отделении сохранили. судя по Венере и особенно Меркурию образование ядер на них еще не произошло, зато Юпитер с Сатурном преуспели. Небольшой вывод из этого, что отделение спутника происходит в достаточно поздний период, когда уже атмосфера есть, масса набралась и кора давно твердая. /То бишь луна отделилась, человек уже был—и легенда с потопом—оно самое, в Тихом океане как раз по размерам есть местечко со шрамами, да расчет подъема воды на вскидку при вытеснении таким объемом(сечение полушария по глубинам в том месте)—километры.

  4. Gennady Ershov:

    Насчет Каенны. Не зря же Вы столько бумаги вымарали, хоть одну ошибку помогли мне исправить, за что СПС. А в остальном, «бульки» — это не мое.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Ваш комментарий на модерации.